本发明提供一种基于神经网络的麻醉状态监测系统和方法，包括：采集模块，其采集数据集，数据集包括多个对象的各项生理指标、麻醉状态指数和当前时刻的麻醉药物种类和剂量；网络输入模块，其将数据集作为面向神经网络的输入；神经网络模块，其对数据集的各个输入数据进行学习，更新网络参数；网络输出模块，其基于更新网络参数后的神经网络，根据监测对象的各项生理指标及其当前时刻的麻醉药物种类和剂量，输出监测对象的麻醉状态指数和下一时刻麻醉药物的种类和剂量。本发明基于深度学习的神经网络，实现了麻醉状态的自动实时监测，其融合了多个生理指标，使得麻醉状态信息准确性更高，同时多指标的方式增加了麻醉状态监测的鲁棒性。